[实用新型]一种轻质高强复合材料壁板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种复合材料壁板，尤其是涉及一种轻质高强复合材料壁板。

背景技术

传统方舱一般由聚氨酯夹芯板通过连接件组装而成，其壁板一般由铝合金外蒙皮层、钢骨架（或铝骨架）、聚氨酯泡沫夹芯、铝合金内蒙皮层复合而成。壁板制作方法包括灌注发泡工艺和粘接工艺两种。

灌注发泡工艺是通过高压灌注发泡机将聚氨酯发泡液灌注到骨架和内外蒙皮层形成的封闭腔内发泡，将骨架、蒙皮连接层一体。灌注发泡工艺是依靠聚氨酯材料发泡时自身的粘接力进行粘接，蒙皮与泡沫的结合强度较低。发泡反应速度很快，在其反应过程中，往往会造成泡沫中心密度较低，靠近面板的部分密度很高，形成一层硬皮，在面板受到很大的温差变化时，铝蒙皮与聚氨酯硬皮之间产生了剪切和剥离力，极易引起蒙皮脱层。另外聚氨酯灌注发泡液如混合不匀，未反应的游离异氰酸根，遇到潮气会再次引发发泡反应，形成酰脲，并释放CO₂气体，造成蒙皮局部凸起。

粘接工艺是将预制发泡的聚氨酯泡沫充分熟化时效处理，并经过120～130℃高温的进一步后固化，然后按图纸要求将发好的泡沫板切开成型，加工至要求的精度，将加工好的泡沫放入金属骨架中，涂胶后与蒙皮等部件粘接，然后在专用夹具内加温加压固化成形。粘接工艺优点是，泡沫不会产生二次发泡，在加工过程中将表层硬皮及硬皮下的扁平气泡全部切除，去掉了对大板产生不利影响的因素，确保了芯材质量，从而获得较稳定的大板质量。

CN 2799229 Y公开的一种缝合点阵复合材料夹层板，CN 103643762 A公开的一种具备隐身和保温性能的夹芯板及其生产方法均采用粘接工艺，存在以下不足：加工工序多，对泡沫、蒙皮和骨架等加工精度有较高要求；成型设备精度、自动化程度要求较高。

传统方法制作的方舱存在的不足：1）灌注和粘接两种工艺均只适用于制作平板、尺寸不大的折板。2）采用的金属蒙皮存在易腐蚀，耐盐雾、湿热性差。3）采用这两种工艺制作的舱体存在表面密度大，载荷比低。4）传统方舱采取壁板、角件连接组合而成，密封性差，存在连接处应力集中，易损坏漏水。5）采用传统的灌注发泡或粘接成形工艺，不适宜制作特殊形状的舱体，因为不仅内外蒙皮层、骨架成形难度大，制作后的舱体表面美观性差，而且重量指标远超过技术指标的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、制作成本低的轻质高强复合材料壁板。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轻质高强复合材料壁板，由外至内依次包括外蒙皮层、夹芯层和内蒙皮层，所述外蒙皮层和内蒙皮层选用高强玻璃纤维、碳纤维或聚丙烯高强纤维中的一种或几种的混合物制成；所述壁板还包括采用真空导入法嵌入外蒙皮层、夹芯层和内蒙皮层之间的树脂。

进一步，所述夹芯层为采用超声波辅助嵌入法制备的高强结构泡沫轮廓板。

进一步，所述树脂为不饱和树脂或环氧树脂。

进一步，所述外蒙皮层、夹芯层和内蒙皮层的厚度根据壁板所需的强度进行计算确定。

一种轻质高强复合材料壁板的生产方法，包括以下步骤：

1）根据根据壁板所需的强度进行计算确定外蒙皮层、夹芯层和内蒙皮层所需材料的厚度及铺存层数，做好包括各层的铺层厚度及顺序的铺层方案；

2）按步骤1）的铺层方案将外蒙皮层、夹芯层和内蒙皮层材料从下至上依次铺放在胎膜上；

3）利用抽真空系统使胎膜和壁板间产生0.08-0.1MPa负压，再将按壁板强度选用或配制符合要求的树脂导入；

4）固化，脱模即可得到轻质高强复合材料壁板。

本实用新型之一种轻质高强复合材料壁板的有益效果：结构简单、制作成本低，可以用于加工呈平面、曲面大板甚至一体式车厢/方舱；采用纤维层代替传统的蒙皮结构，非金属材质制作的蒙皮耐腐蚀，耐盐雾和耐湿热等性能良好；采用真空导入树脂工艺，蒙皮层纤维含量高，力学性能比传统方舱壁板提高30%以上；采用本实用新型轻质高强复合材料壁板制作的一体成型车厢/方舱，内外蒙皮层连成一体，厢/舱体防水密封性佳，同时各壁板不再需要进行机械组装，整体刚强度佳，解决了传统方舱边角处的应力集中问题。

附图说明

图1—为实施例1中一种轻质高强复合材料壁板的结构示意图；

图2—为实施例2中一种轻质高强复合材料壁板的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1